(57)【要約】【課題】電子膨張弁において同期外れが生じるリスクを低減可能であり、システムの制御性能を最適化可能である空調システムを提供する。【解決手段】空調システムにおいて、第１蒸発器４０１と第２蒸発器４０２とが並列に接続される。第１電子膨張弁５０１が第１蒸発器４０１に直列に接続され、第２電子膨張弁５０５が第２蒸発器４０２に直列に接続される。これにより第１電子膨張弁５０１および第２電子膨張弁５０５の開度が個別に調整可能となり、第１電子膨張弁５０１および第２電子膨張弁５０５は、空調システムの記憶する第１電子膨張弁５０１および第２電子膨張弁５０５の弁開度位置情報に従って位置補正を実行可能となり、複数の目標位置を較正された複数の目標位置へとそれぞれ調整可能となる。この空調システムは、電子膨張弁が同期外れを起こすリスクを低減し、制御システムの性能を最適化することもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、第１熱交換器と、第２熱交換器と、第１蒸発器と、第２蒸発器と、第１電子膨張弁と、第２電子膨張弁と、を備える空調システムであって、前記第１熱交換器は、前記圧縮機の吐出口と、前記第１電子膨張弁および前記第２電子膨張弁それぞれの入口との間の管路上に配置され、
前記第２熱交換器は第１熱交換部と第２熱交換部とを備え、前記第１熱交換部および前記第２熱交換部は互いに熱交換可能に構成されており、前記第２熱交換器の前記第１熱交換部は、前記第１熱交換器の出口と、前記第１電子膨張弁および前記第２電子膨張弁それぞれの入口との間の管路上に配置され、前記第２熱交換器の前記第２熱交換部は、前記第１蒸発器および前記第２蒸発器それぞれの出口と、前記圧縮機の吸入口と、の間の管路上に配置され、
前記第１蒸発器および前記第２蒸発器は並列に配置され、前記第１電子膨張弁および前記第１蒸発器は直列に配置され、前記第２電子膨張弁および前記第２蒸発器は直列に配置され、
前記空調システムは、前記第１電子膨張弁および前記第２電子膨張弁それぞれの開度を個別に調整するように構成され、前記第１電子膨張弁および前記第２電子膨張弁はそれぞれ、前記第１電子膨張弁および前記第２電子膨張弁について、前記空調システムにより記憶された弁開度位置情報に従って、目標位置を較正された目標位置に調整する目的で、位置調整を実行するように構成される、空調システム。
【請求項２】
前記熱交換システムは、暖房換気空調冷房システムであって、前記熱交換システムは第３電子膨張弁と冷却器とをさらに備えており、前記第３電子膨張弁および前記冷却器は、前記第１熱交換器の前記出口と前記圧縮機の前記吸入口との間に配置され、前記冷却器は前記第１蒸発器および前記第２蒸発器と並列に配置される、請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記第３電子膨張弁および前記冷却器は直列に配置され、前記冷却器が位置する分岐部における冷媒の流量は、前記第３電子膨張弁の開度を調整することにより制御され、前記冷却器は発熱部材用の冷却素子であって、前記発熱部材の温度を低下させるように構成され、前記第３電子膨張弁は、前記熱交換システムに記憶された弁開度位置情報に従って、目標位置を較正された目標位置に調整する目的で、位置調整を実行するように構成される、請求項１または２に記載の空調システム。
【請求項４】
空調コントローラと、電子膨張弁の動作を制御するように構成された電子制御部と、を備える、空調システム用の制御システムであって、前記空調コントローラは前記空調システムの制御中心であって、車両システムまたは制御パネルの制御信号および入力情報のうち少なくとも１つを受信・解析し、解析により生成した制御信号を前記電子膨張弁へと送信するように構成され、前記電子膨張弁は前記制御信号により制御されるように構成され、
前記空調コントローラまたは前記電子制御部はメモリセルを備え、前記メモリセルは、前記電子膨張弁の検出された弁開度位置情報を少なくとも記憶するように構成され、
前記制御システムは、前記メモリセルにより提供された前記弁開度位置情報に従って、前記電子膨張弁の目標位置を制御することにより、その目標位置を較正された目標位置へと変換させるように構成される、空調システム用の制御システム。
【請求項５】
前記メモリセルは、前記空調コントローラの中央処理モジュール内、または前記電子膨張弁の前記電子制御部の中央処理モジュール内に配置され、前記メモリセルは不揮発性記憶素子により構成され、
前記弁開度位置情報は、或る設定圧力差（a set pressure differential）における前記電子膨張弁の弁開度位置値であって、前記弁開度位置値は、位置検出素子を設けることにより検出され、前記メモリセルは、前記設定圧力差における前記電子膨張弁の前記弁開度位置値を少なくとも記憶するように構成されるか、または、
前記弁開度位置情報は、異なる複数の設定圧力差（different set pressure differentials）における前記電子膨張弁の対応する複数の弁開度位置値であって、前記複数の弁開度位置値は、位置検出素子を設けることにより検出され、前記複数の圧力差値（pressure differential values）は、圧力検出素子を設けることにより検出され、前記メモリセルは、異なる複数の設定圧力差における前記電子膨張弁の前記複数の弁開度位置値のそれぞれ、および対応する前記複数の圧力差値を少なくとも記憶するように構成される、請求項４に記載の空調システム用の制御システム。
【請求項６】
前記制御信号は、前記電子膨張弁の目標位置信号を有し、前記電子膨張弁の開度を調整するプログラムにおいて、前記電子膨張弁は、前記制御システムにより与えられた前記目標位置信号に従って、前記目標位置信号の値を較正された目標位置値へと変換するように構成されるか、または、
前記制御システムは、前記電子膨張弁の現在の圧力差を検出し、前記現在の圧力差に従って調整された目標位置値を取得し、前記調整された目標位置値を較正された目標位置値に変換するように構成されるか、または
前記制御信号は、前記電子膨張弁用の目標位置信号と、圧力差信号とを有し、前記電子膨張弁の開度を調整するプログラムにおいて、前記目標位置信号の値は、前記制御システムにより与えられた前記圧力差信号に従って、較正された目標位置値へと変換される、請求項４または５に記載の空調システム用の制御システム。
【請求項７】
前記弁開度位置情報は、ローカルインターネットネットワーク制御モードまたはコントローラ・ローカルエリアインターネットネットワーク制御モードで前記電子膨張弁に送信され、
前記電子膨張弁が、前記制御システムにより与えられた目標位置信号を受信し、前記目標位置信号の値を前記メモリセルに記憶するように構成されるか、または、前記制御システムが、入力信号に応じて前記中央処理モジュールにより行われる計算により、前記電子膨張弁の前記目標位置を取得するように構成される、請求項４から６のいずれか１つに記載の空調システム用の制御システム。
【請求項８】
前記空調コントローラにより前記電子膨張弁に与えられる前記制御信号はＬＩＮ信号であり、前記制御信号は、少なくとも２ＬＩＮデータバイトからなり、前記２ＬＩＮデータバイトはそれぞれ８データビットからなり、記憶された初期位置情報は、Ｎ番目のバイトの全８ビットと（Ｎ＋１）番目のバイトの下位２ビット（ビット０およびビット１）とにより表され、前記圧力差信号は前記（Ｎ＋１）番目のバイトの上位６ビット（ビット２からビット７）により表され、ここでＮは１以上であり、前記空調コントローラは、前記目標位置信号と、前記圧力差信号とを、前記制御信号により前記電子膨張弁へと送信し、弁開度位置調整を実行するように構成される、請求項７に記載の空調システム用の制御システム。
【請求項９】
空調システムの電子膨張弁を制御する制御方法を含む、空調システム用の制御方法であって、前記電子膨張弁を制御する前記制御方法は、前記電子膨張弁が自らの弁開度位置を獲得する段階と、前記電子膨張弁の前記弁開度位置を較正する段階と、を含み、前記制御方法は、獲得した弁開度位置情報に従って位置調整を行うように前記電子膨張弁を制御し、目標位置値を較正された目標位置値へと調整することを含む、空調システム用の制御方法。
【請求項１０】
前記空調システムは、位置検出素子を設けることにより、或る特定の圧力差（a specified pressure differential）における前記電子膨張弁の弁開度位置情報を検出し、前記弁開度位置情報は、前記特定の圧力差における前記電子膨張弁の弁開度位置値であるか、または
前記空調システムは、位置検出素子を設けることにより、異なる複数の設定圧力差（different set pressure differentials）における前記電子膨張弁の対応する複数の弁開度位置値を検出し、圧力検出素子を設けることにより、複数の圧力差値のそれぞれを検出する、請求項９に記載の空調システム用の制御方法。
【請求項１１】
前記電子膨張弁に自らの弁開度位置を獲得させる前記制御方法は、
或る特定の圧力差における前記電子膨張弁の弁開度位置値を検出することと、
前記空調システムを用いて、ローカルインターネットネットワーク制御モードまたはコントローラ・ローカルエリアインターネットネットワーク制御モードで、前記弁開度位置値を前記電子膨張弁に送信することと、
前記電子膨張弁を用いて、前記電子膨張弁の中央処理モジュールのメモリセル、あるいは前記空調システムの中央処理モジュールのメモリセルに前記弁開度位置値を記憶することと、
を含むか、または
前記電子膨張弁に自らの弁開度位置を獲得させる前記制御方法は、
異なる複数の圧力差における前記電子膨張弁の複数の弁開度位置値を検出することと、
ローカルインターネットネットワーク制御モードまたはコントローラ・ローカルエリアインターネットネットワーク制御モードで、前記複数の弁開度位置値のそれぞれと、対応する圧力差情報とを、前記電子膨張弁に送信することと、
前記電子膨張弁を用いて、前記電子膨張弁の中央処理モジュールのメモリセル、あるいは前記空調システムの中央処理モジュールのメモリセルに、前記複数の弁開度位置値のそれぞれと、前記対応する圧力差情報とを記憶することと、
を含む、請求項９または１０に記載の空調システム用の制御方法。
【請求項１２】
前記電子膨張弁の前記弁開度位置を較正する前記段階は、
前記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号を有するＬＩＮ指令フレームを前記電子膨張弁に送信することと、
前記電子膨張弁を用いて、前記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ前記電子膨張弁を用いて、前記目標位置信号の値を前記電子膨張弁の記憶装置に記憶することと、
前記電子膨張弁を用いて、前記目標位置信号の前記値を較正された目標位置値に変換することと、
前記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように前記電子膨張弁を制御することと、
を含むか、または
前記電子膨張弁の前記弁開度位置を較正する前記段階は、
前記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号および圧力差信号を有するＬＩＮ指令を前記電子膨張弁に送信することと、
前記電子膨張弁を用いて、前記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ前記電子膨張弁を用いて、前記目標位置信号の値および前記圧力差信号の値を前記電子膨張弁のメモリセルに記憶することと、
前記電子膨張弁を用いて、前記圧力差信号の前記値に従って、前記目標位置信号の前記値を較正された目標位置値に変換することと、
前記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように前記電子膨張弁を制御することと、
を含む、請求項９から１１のいずれか１つに記載の空調システム用の制御方法。
【請求項１３】
前記電子膨張弁の前記弁開度位置を較正する前記段階は、
前記空調システムの中央処理モジュールを用いて、検出した現在の圧力差または受信した入力信号に従って行った計算により、前記電子膨張弁の目標位置を取得することを含む、請求項９から１１のいずれか１つに記載の空調システム用の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１６年３月３１日に中華人民共和国の国家知識産権局に出願された「空調システムならびに空調システム用の制御システムおよび制御方法（AIR CONDITIONING SYSTEM, AND CONTROL SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR AIR CONDITIONING SYSTEM）」と題する中華人民共和国特許出願第２０１６１０２０１２６９.５号に基づく優先権を主張する。本明細書では、この出願の全開示内容を参考のため援用する。  
本願は、空調システムの技術分野に関する。具体的には、本願は、空調システム、ならびにその空調システム用の制御システムおよび制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車システムにおいて、自動車用空調機は主要なエネルギー消費機器の一つである。昨今、車両における省エネルギー性の向上を求める声は一層の高まりを見せており、これに応じて、自動車用空調機の省エネルギーについても徐々に提案がなされつつある。自動車用空調システムにおいては、システム中の冷媒流量を効果的に制御することにより、システムの性能が最適化され得る。これは、当該空調システムのエネルギー節約にも有益である。例えば、電気自動車用の空調システムにおいては、速度を可変に調整可能とする圧縮機が採用され、その運転条件には広い変動範囲が設定される。また、その圧縮機において流れを変化させる要求に応じる目的で、開度を高精度に調整可能とするために、電子膨張弁が採用され得る。空調システムにおいて熱交換システムが最適化された性能で信頼性良く動作可能とするためには、当該空調システムにおける電子膨張弁には、実行コンポーネント（execution component）として、合理的な制御論理による制御下にその開度を高精度に調整することが求められる。電子膨張弁の開度調整に同期外れが生じると、空調システムの調整が制御不可能な状態にも陥り得る。現在、自動車用空調システムにおける全動作プロセスにおいて、電子膨張弁の制御プロセスは、一般に、開始段階、動作制御段階、遮断段階等の各種段階を含む。動作制御段階中における調整性能は、空調機のエネルギー消費調整に直接的な影響を与える。したがって、電子膨張弁の開度調整性能をいかに向上させるかが、現在、空調システムの分野における主要な技術開発課題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本願はこのような技術上の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電子膨張弁において同期外れが生じるリスクを低減可能であり、システムの制御性能を最適化可能である、空調システム、ならびにその空調システム用の制御方法および制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的を達成するために、本願による空調システムは以下のような技術的解決手段を採用する。具体的には、本願による空調システムは、圧縮機と、第１熱交換器と、第２熱交換器と、第１蒸発器と、第２蒸発器と、第１電子膨張弁と、第２電子膨張弁と、を備える。上記第１熱交換器は、上記圧縮機の吐出口と、上記第１電子膨張弁および上記第２電子膨張弁それぞれの入口との間の管路上に配置される。上記第２熱交換器は第１熱交換部と第２熱交換部とを備える。上記第１熱交換部および上記第２熱交換部は互いに熱交換可能に構成される。上記第２熱交換器の上記第１熱交換部は、上記第１熱交換器の出口と、上記第１電子膨張弁および上記第２電子膨張弁それぞれの入口との間の管路上に配置される。上記第２熱交換器の上記第２熱交換部は、上記第１蒸発器および上記第２蒸発器それぞれの出口と、上記圧縮機の吸入口と、の間の管路上に配置される。上記第１蒸発器および上記第２蒸発器は並列に配置される。上記第１電子膨張弁および上記第１蒸発器は直列に配置される。上記第２電子膨張弁および上記第２蒸発器は直列に配置される。上記空調システムは、上記第１電子膨張弁および上記第２電子膨張弁それぞれの開度を個別に調整するように構成される。上記第１電子膨張弁および上記第２電子膨張弁はそれぞれ、上記第１電子膨張弁および上記第２電子膨張弁について、上記空調システムにより記憶された弁開度位置情報に従って、目標位置を較正された目標位置に調整する目的で、位置調整を実行するように構成される。
【０００５】
ある実施の形態では、上記熱交換システムは、暖房換気空調冷房システムである。上記熱交換システムは第３電子膨張弁と冷却器とをさらに備える。上記第３電子膨張弁および上記冷却器は、上記第１熱交換器の上記出口と上記圧縮機の上記吸入口との間に配置される。上記冷却器は上記第１蒸発器および上記第２蒸発器と並列に配置される。
【０００６】
別の実施の形態では、上記第３電子膨張弁および上記冷却器は直列に配置される。上記冷却器が位置する分岐部における冷媒の流量は、上記第３電子膨張弁の開度を調整することにより制御される。上記冷却器は発熱部材用の冷却素子であって、上記発熱部材の温度を低下させるように構成される。上記第３電子膨張弁は、上記熱交換システムに記憶された弁開度位置情報に従って、目標位置を較正された目標位置に調整する目的で、位置調整を実行するように構成される。
【０００７】
また本願によれば、空調システム用の制御システムが提供される。この制御システムは、空調コントローラと、電子膨張弁の動作を制御するように構成された電子制御部と、を備える。上記空調コントローラは上記空調システムの制御中心であって、車両システムまたは制御パネルの制御信号および入力情報のうち少なくとも１つを受信・解析し、解析により生成した制御信号を上記電子膨張弁へと送信するように構成される。上記電子膨張弁は上記制御信号により制御されるように構成される。
【０００８】
上記空調コントローラまたは上記電子制御部はメモリセルを備える。上記メモリセルは、上記電子膨張弁の検出された弁開度位置情報を少なくとも記憶するように構成される。
【０００９】
上記制御システムは、上記メモリセルにより提供された上記弁開度位置情報に従って、上記電子膨張弁の目標位置を制御することにより、その目標位置を較正された目標位置へと変換させるように構成される。
【００１０】
ある実施の形態では、上記メモリセルは、上記空調コントローラの中央処理モジュール内、または上記電子膨張弁の上記電子制御部の中央処理モジュール内に配置される。上記メモリセルは不揮発性記憶素子により構成される。
【００１１】
上記弁開度位置情報は、或る設定圧力差における上記電子膨張弁の弁開度位置値である。上記弁開度位置値は、位置検出素子を設けることにより検出される。上記メモリセルは、上記設定圧力差における上記電子膨張弁の上記弁開度位置値を少なくとも記憶するように構成されるか、または、
上記弁開度位置情報は、異なる複数の設定圧力差における上記電子膨張弁の対応する複数の弁開度位置値である。上記複数の弁開度位置値は、位置検出素子を設けることにより検出される。上記複数の圧力差値は、圧力検出素子を設けることにより検出される。上記メモリセルは、異なる複数の設定圧力差における上記電子膨張弁の上記複数の弁開度位置値のそれぞれ、および対応する上記複数の圧力差値を少なくとも記憶するように構成される。
【００１２】
別の実施の形態では、上記制御信号は、上記電子膨張弁の目標位置信号を有する。上記電子膨張弁の開度を調整するプログラムにおいて、上記電子膨張弁は、上記制御システムにより与えられた上記目標位置信号に従って、上記目標位置信号の値を較正された目標位置値へと変換するように構成されるか、または、
上記制御システムは、上記電子膨張弁の現在の圧力差を検出し、上記現在の圧力差に従って調整された目標位置値を取得し、上記調整された目標位置値を較正された目標位置値に変換するように構成されるか、または
上記制御信号は、上記電子膨張弁用の目標位置信号と、圧力差信号とを有する。上記電子膨張弁の開度を調整するプログラムにおいて、上記目標位置信号の値は、上記制御システムにより与えられた上記圧力差信号に従って、較正された目標位置値へと変換される。
【００１３】
別の実施の形態では、上記弁開度位置情報は、ローカルインターネットネットワーク制御モードまたはコントローラ・ローカルエリアインターネットネットワーク制御モードで上記電子膨張弁に送信され、
上記電子膨張弁が、上記制御システムにより与えられた目標位置信号を受信し、上記目標位置信号の値を上記メモリセルに記憶するように構成される。または、上記制御システムが、入力信号に応じて上記中央処理モジュールにより行われる計算により、上記電子膨張弁の上記目標位置を取得するように構成される。
【００１４】
別の実施の形態では、上記空調コントローラにより上記電子膨張弁に与えられる上記制御信号はＬＩＮ信号である。上記制御信号は、少なくとも２ＬＩＮデータバイトからなる。上記２ＬＩＮデータバイトはそれぞれ８データビットからなる。記憶された初期位置情報は、Ｎ番目のバイトの全８ビットと（Ｎ＋１）番目のバイトの下位２ビット（ビット０およびビット１）とにより表される。上記圧力差信号は上記（Ｎ＋１）番目のバイトの上位６ビット（ビット２からビット７）により表される。ここでＮは１以上である。上記空調コントローラは、上記目標位置信号と、上記圧力差信号とを、上記制御信号により上記電子膨張弁へと送信し、弁開度位置調整を実行するように構成される。
【００１５】
また本願によれば、空調システム用の制御方法も提供される。この制御方法は、空調システムの電子膨張弁を制御する制御方法を含む。上記電子膨張弁を制御する上記制御方法は、上記電子膨張弁が自らの弁開度位置を獲得する段階と、上記電子膨張弁の上記弁開度位置を較正する段階と、を含む。上記制御方法は、獲得した弁開度位置情報に従って位置調整を行うように上記電子膨張弁を制御し、目標位置値を較正された目標位置値へと調整することを含む。
【００１６】
ある実施の形態では、上記空調システムは、位置検出素子を設けることにより、或る特定の圧力差における上記電子膨張弁の弁開度位置情報を検出する。上記弁開度位置情報は、上記特定の圧力差における上記電子膨張弁の弁開度位置値であるか、または
上記空調システムは、位置検出素子を設けることにより、異なる複数の設定圧力差における上記電子膨張弁の対応する複数の弁開度位置値を検出し、圧力検出素子を設けることにより、複数の圧力差値のそれぞれを検出する。
【００１７】
別の実施の形態では、上記電子膨張弁に自らの弁開度位置を獲得させる上記制御方法は、
或る特定の圧力差における上記電子膨張弁の弁開度位置値を検出することと、
上記空調システムを用いて、ローカルインターネットネットワーク制御モードまたはコントローラ・ローカルエリアインターネットネットワーク制御モードで、上記弁開度位置値を上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記電子膨張弁の中央処理モジュールのメモリセル、あるいは上記空調システムの中央処理モジュールのメモリセルに上記弁開度位置値を記憶することと、
を含むか、または
上記電子膨張弁に自らの弁開度位置を獲得させる上記制御方法は、
異なる複数の圧力差における上記電子膨張弁の複数の弁開度位置値を検出することと、
ローカルインターネットネットワーク制御モードまたはコントローラ・ローカルエリアインターネットネットワーク制御モードで、上記複数の弁開度位置値のそれぞれと、対応する圧力差情報とを、上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記電子膨張弁の中央処理モジュールのメモリセル、あるいは上記空調システムの中央処理モジュールのメモリセルに、上記複数の弁開度位置値のそれぞれと、上記対応する圧力差情報とを記憶することと、
を含む。
【００１８】
別の実施の形態では、上記電子膨張弁の上記弁開度位置を較正する上記段階は、
上記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号を有するＬＩＮ指令フレームを上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の値を上記電子膨張弁の記憶装置に記憶することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の上記値を較正された目標位置値に変換することと、
上記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように上記電子膨張弁を制御することと、
を含むか、または
上記電子膨張弁の上記弁開度位置を較正する上記段階は、
上記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号および圧力差信号を有するＬＩＮ指令を上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の値および上記圧力差信号の値を上記電子膨張弁のメモリセルに記憶することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記圧力差信号の上記値に従って、上記目標位置信号の上記値を較正された目標位置値に変換することと、
上記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように上記電子膨張弁を制御することと、
を含む。
【００１９】
別の実施の形態では、上記電子膨張弁の上記弁開度位置を較正する上記段階は、上記空調システムの中央処理モジュールを用いて、検出した現在の圧力差または受信した入力信号に従って実行した計算により、上記電子膨張弁の目標位置を取得することを含む。
【発明の効果】
【００２０】
本願によれば、電子膨張弁について検出した弁開度位置情報を制御することにより、目標位置を較正された目標位置へと変換し得る。これにより、従来の技術と比べて、上記電子膨張弁における弁開度のずれを低減し、その電子膨張弁が同期外れを起こすリスクを低減し、ひいてはシステムの制御性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本願による空調システムの一実施の形態におけるシステムの一部を示す模式図である。
【図２】図２は、本願による上記空調システムの別の実施の形態におけるシステムを示す模式図である。
【図３】図３は、本願による上記空調システムにおける電子膨張弁の一部をなす電子制御部の一実施の形態を示す図である。
【図４】図４は、本願による上記空調システムにおける電子膨張弁の一部をなす電子制御部の別の実施の形態を示す図である。
【図５】図５は、図３に示される電子膨張弁に対して弁開度位置調整を行うＬＩＮ信号の一部のデータセグメントを示す模式図である。
【図６ａ】図６ａは、図３に示される電子膨張弁に対してＬＩＮ制御モードで弁開度位置調整を行う制御方法を図式的に示す図である。
【図６ｂ】図６ｂは、図３に示される電子膨張弁に対してＬＩＮ制御モードで弁開度位置調整を行う制御方法を図式的に示す図である。
【図７ａ】図７ａは、図３に示される電子膨張弁に対してＬＩＮ制御モードで弁開度位置調整を行う第２の制御方法を図式的に示す図である。
【図７ｂ】図７ｂは、図３に示される電子膨張弁に対してＬＩＮ制御モードで弁開度位置調整を行う第２の制御方法を図式的に示す図である。
【図８ａ】図８ａは、図３に示される電子膨張弁に対してＬＩＮ制御モードで弁開度位置調整を行う第３の制御方法を図式的に示す図である。
【図８ｂ】図８ｂは、図３に示される電子膨張弁に対してＬＩＮ制御モードで弁開度位置調整を行う第３の制御方法を図式的に示す図である。
【図９ａ】図９ａは、図４に示される電子膨張弁に対して弁開度位置調整を行う第１の制御方法を図式的に示す図である。
【図９ｂ】図９ｂは、図４に示される電子膨張弁に対して弁開度位置調整を行う第１の制御方法を図式的に示す図である。
【図１０ａ】図１０ａは、図４に示される電子膨張弁に対して弁開度位置調整を行う第２の制御方法を図式的に示す図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、図４に示される電子膨張弁に対して弁開度位置調整を行う第２の制御方法を図式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１および図２には、ある実施の形態による空調システムが開示される。この空調システムは、例えば自動車用や家庭用空調システムのような、少なくとも１つの熱交換システムを備える。この熱交換システムは、システムの冷媒を用いて、冷却液または環境中の空気と熱交換を行う。この熱交換システムは、冷房機能および／または暖房機能および／または除湿機能を有する。具体的には、この空調システムは、制御指令に従って冷凍サイクルまたは加熱サイクルを実行し得る。またこの空調システムは、互いに接続された、圧縮機１００、室外熱交換器、室内熱交換器、および少なくとも２つの電子膨張弁（electronic expansion valves (EXV)）により冷媒流路を形成する。さらにこの空調システムは、室内熱交換器が蒸発器として機能するときには冷凍サイクルを行い、室内熱交換器が凝縮器として機能するときには加熱サイクルを行う。例えば、冷凍サイクルは、自動車内または室内が涼しくなるように真夏に行われ、加熱サイクルは、自動車内または室内が暖かくなるように真冬に行われる。また、自動車内に曇りが生じないように、さらには室内空気の湿度が適正に保たれるように、自動車内環境または室内環境における空気湿度の調整がなされてもよい。電子膨張弁は、内部熱交換器と外部熱交換器との間の冷媒流量を調整する絞り部材として機能する。
【００２３】
図１に示される実施の形態では、熱交換システムは、圧縮機１００と、第１熱交換器２００と、第２熱交換器３００と、第１蒸発器４０１と、第２蒸発器４０２と、第１電子膨張弁５０１と、第２電子膨張弁５０２と、を備える。これらは、冷媒管を介して互いに接続される。第１熱交換器２００は、圧縮機の吐出口と、第１電子膨張弁および第２電子膨張弁それぞれの入口との間に配置される。第２熱交換器３００は第１熱交換部３０１と第２熱交換部３０２とを備える。第１熱交換部は第２熱交換部と熱交換可能である。具体的には、第２熱交換部は、２経路熱交換器であり、第１熱交換部用流路の作動媒体と、第２熱交換部用流路の作動媒体とは、物質移動を伴わない熱伝達方式により互いに接触する。第２熱交換器の第１熱交換部は、第１熱交換器の出口と、第１電子膨張弁および第２電子膨張弁それぞれの入口との間の管路上に配置される。第２熱交換器の第２熱交換部は、第１蒸発器および第２蒸発器それぞれの出口と、圧縮機の吸入口と、の間の管路上に配置される。液体貯蔵装置６００が、第２熱交換器３００の入口と、第１および第２蒸発器それぞれの出口との間の管路上に配置され、冷媒が圧縮機に対して液滴衝突を起こすことを防止する。この熱交換システムにおいては、第２熱交換器の出口と、圧縮機の吸入口との間に２つの分岐部が並列に配置される。これら２つの分岐部のうち一方は第１電子膨張弁と第１蒸発器とを含み、他方は第２電子膨張弁と第２蒸発器とを含む。具体的には、第１蒸発器４０１は、第１電子膨張弁の出口と圧縮機の吸入口との間に配置される。第２蒸発器４０２は、第２電子膨張弁の出口と圧縮機の吸入口との間に配置される。第１電子膨張弁５０１および第１蒸発器４０１は直列に配置され、第２電子膨張弁５０２および第２蒸発器４０２は直列に配置される。第１電子膨張弁は、その開度を調整することにより、第１蒸発器が位置する分岐部の冷媒流量を制御し、第２電子膨張弁は、その開度を調整することにより、第２蒸発器が位置する分岐部の冷媒流量を制御する。これにより、具体的な条件に従って各分岐部が効果的に制御され、これらの分岐部間の相互干渉が抑制される。
【００２４】
図２に示す別の実施の形態では、この空調システムの各構成要素間の接続の仕方から分かるように、この熱交換システムには、上記二つの分岐部と並列に配置されたもう一つ別の分岐部が追加して設けられる。この分岐部は、第２熱交換器の出口と、圧縮機の吸入口との間に配置され、第３電子膨張弁と冷却器とを備える。冷却器は、発熱するバッテリ装置の温度を低下させるバッテリ冷却素子として機能し得る。具体的には、第３電子膨張弁および冷却器は直列に配置される。第３電子膨張弁は、その開度を調整することにより、バッテリ冷却器が位置する分岐部における冷媒流量を制御する。なお、以下の第１電子膨張弁、第２電子膨張弁および第３電子膨張弁を制御するシステムと方法の説明では、第１電子膨張弁、第２電子膨張弁および第３電子膨張弁を総称して単に「電子膨張弁（ＥＸＶ）」と呼ぶことがある。第１熱交換器２００は、例えば蒸発器や凝縮器のような、吸熱装置または熱拡散装置として機能し、冷媒を用いて外部環境媒体から熱を吸収するか、または外部環境媒体へと熱を拡散させることができる。第２熱交換器３００は、例えば蒸発器のような吸熱装置として機能し、冷媒を用いて環境媒体から熱を吸収し得る。第３熱交換器４００は、例えば凝縮器や空冷装置のような熱拡散装置として機能し、冷媒を用いて環境媒体へと熱を拡散させ得る。
【００２５】
それらの電子膨張弁のそれぞれが位置するシステムに対する圧力差環境に従って、各電子膨張弁の弁開度位置は調整可能である。流量のゼロ点較正が電子膨張弁に対して実行される。これにより、このシステムの持つ複数の電子膨張弁のあいだでの弁開度のズレを低減させることが可能になり、および／または、異なる複数の冷媒圧力差における複数の電子膨張弁それぞれの弁開度のズレを補正可能となる。具体的には、電子膨張弁の弁開度位置を調整することにより、第１蒸発器および第２蒸発器それぞれの流量値と、要求される目標値との間のズレまたは誤差が最小化される。これにより、ある分岐部において電子膨張弁が開くのが早すぎたり遅すぎたりすることで、流量のズレが比較的大きくなる事態を避けることができる。また、それら電子膨張弁のそれぞれが「標準値」に較正されることで、システム制御の精度を向上させ、各分岐部間の流量のズレにより生じ得るシステムの変動を防ぐこともできる。さらに、それら電子膨張弁それぞれの弁開度位置が調整されることで、このシステムの冷媒圧力差に変化・変動が生じても、その圧力差の変化により、それら電子膨張弁それぞれの弁開度位置の開きが早すぎたり、遅すぎたりすることはなくなる。これにより、電子膨張弁の開度制御精度について性能向上が可能になる。ここで、電子膨張弁の弁開度位置値および関連するパラメータとは、全閉の位置から、電子膨張弁が流体の通過を許可し始めるまで動作する、ステッピングモータがとり得る対応するステップの個数を指す。それら複数の電子膨張弁のもつ機械的製造・組み立て技術のレベルに個体差がある場合、異なる複数の電子膨張弁の間で弁開度位置に大きなズレが生じることになる。例えば、弁開度位置の公称値が３２ハーフステップである場合、＋１２ハーフステップまたは―１２ハーフステップのズレが生じ得る。また、電子膨張弁の圧力差は、弁開度位置にも影響を与える。一般に、圧力差が大きければ大きいほど、弁開度位置も大きくなる。こうして、異なる複数の電子膨張弁間で弁開度位置にズレが生じると、ひいては流量に大きなズレが生じることになる。すなわち、複数の弁の間で流量曲線が互いに異なる場合、これらの電子膨張弁を用いる冷凍サイクルシステムの制御に影響が及び、ひいてはシステム全体の制御性能に影響が及ぶことになる。
【００２６】
次に図３および図４を参照する。図３および図４は、それぞれ、上記空調システムが用いる制御システムの２つの実施の形態を模式的に示す図である。この制御システムは、空調コントローラと、ＥＸＶの動作を制御するように構成された電子制御部と、を備える。空調コントローラは空調システムの制御中心として機能し、車両システムまたは制御パネルから制御信号および／または入力情報および／またはセンサ情報を受信・解析し、解析により生成した制御信号をＥＸＶへと送信するように構成される。ＥＸＶの電子制御部は、空調コントローラから送信された入力情報および／またはセンサ情報を受信・解析し、その受信し、解析した入力情報および／またはセンサ情報を、電子制御部により記憶され、ＥＸＶ用にあらかじめ設定された制御プログラム、および／または電子制御部に記憶されたフィードバック情報と組み合わせて、制御信号を計算により取得し、その後、その制御信号をＥＸＶにより実行可能な電気量へと変換するように構成される。これにより、ＥＸＶは、その電気量に基づいて動作するように制御され得る。空調コントローラまたは電子制御部はメモリセルを備える。そのメモリセルは、電子膨張弁の検出された弁開度位置情報を少なくとも記憶し得る。この制御システムは、メモリセルにより提供された前記弁開度位置情報に従って、電子膨張弁の目標位置を制御し、その目標位置を較正された目標位置へと変換させることができる。
【００２７】
この制御システムは、或る特定の冷媒圧力差および／または異なる複数の冷媒圧力差におけるＥＸＶの弁開度値を検出するように構成された位置検出モジュールをさらに備える。具体的には、弁開度位置情報は、或る設定圧力差（a set pressure differential）における電子膨張弁の弁開度位置値であり得る。その場合、弁開度位置値は、位置検出素子を設けることにより検出される。メモリセルは、その設定圧力差における電子膨張弁の弁開度位置値を少なくとも記憶し得る。これにより、弁開度位置を或る特定の圧力差（a specific pressure differential）において調整可能となるという効果が得られる。上記特定の圧力差は、０ＭＰａから１５ＭＰａの範囲内の任意の圧力差値であればよい。あるいは、弁開度位置情報は、異なる複数の設定圧力差（different set pressure differentials）における電子膨張弁の対応する複数の弁開度位置値でもあり得る。その場合、それら複数の弁開度位置値は、位置検出素子を設けることにより検出される。上記複数の圧力差値は、圧力検出素子を設けることにより検出される。メモリセルは、異なる複数の設定圧力差における電子膨張弁の複数の弁開度位置値のすべてと、対応する複数の圧力差値とを記憶し得る。
【００２８】
具体的には、上記空調コントローラは、メモリセルを備える。ここで、メモリセルは、ＥＸＶのパワーがオフである時もデータを保持できる不揮発性記憶素子として構成される。メモリセルは、ＥＸＶについて検出された弁開度位置値を記憶し得る。検出された弁開度位置値は、或る特定の圧力差において検出されたＥＸＶの弁開度値、および／または異なる複数の冷媒圧力差において検出されたＥＸＶの弁開度値を含む。ＥＸＶは、自らの弁開度位置を取得するために用いられ、ＥＸＶの開度調整中に位置較正が実行され得る。具体的には、空調コントローラに中央処理モジュールが設けられ、メモリセルは、空調コントローラの中央処理モジュール内に一体的に配置されてもよい。あるいは、別の実施の形態では、ＥＸＶの電子制御部にメモリセルを設けてもよい。具体的には、電子制御部に中央処理モジュールを設けることによりメモリセルを設けてもよい。その場合、メモリセルは、電子制御部の中央処理モジュール内に一体的に配置され得る。なお、ＥＸＶの弁開度位置値を含む、ＥＸＶの複数の位置値は、例えばニードル弁が配置される位置により表示され得る。それら複数の位置値は、ステップの個数または関連するパラメータの個数により表示され得る。例えば、ゼロステップの位置は、ニードル弁が底部に位置することを表示する。その場合、流量はゼロである。一方、４８０ステップの位置は、ニードル弁が頂部に位置することを表示する。その場合、流量は最大となる。
【００２９】
具体的には、電子膨張弁に送信される制御信号は、少なくともその電子膨張弁用の目標位置信号を有する。電子膨張弁の開度を調整するプログラムにおいて、電子膨張弁は、制御システムにより与えられた目標位置信号に従って、目標位置信号の値を較正された目標位置値へと変換し得る。あるいは、制御システムは、電子膨張弁の現在の圧力差を検出し、その現在の圧力差に従って調整された目標位置値を取得した後、調整された目標位置値を較正された目標位置値に変換する。あるいは、別の実施の形態では、制御信号は、電子膨張弁用の目標位置信号と、圧力差信号とを少なくとも有し、電子膨張弁の開度を調整するプログラムにおいて、制御システムにより与えられた圧力差信号に従って、目標位置信号の値が較正された目標位置値へと変換される。この制御システムにおいて、弁開度位置情報は、ローカルインターネットネットワーク制御モードまたはコントローラ・ローカルエリアインターネットネットワーク制御モードのいずれかで電子膨張弁に送信される。電子膨張弁は、制御システムにより与えられた目標位置信号を受信し、その目標位置信号の値をメモリセルに記憶する。または、制御システムは、入力信号に従って中央処理モジュールにより行われる演算によって、電子膨張弁の目標位置を取得する。ＥＸＶの弁開度位置を基準ゼロ点に調整することにより、開度調整を通して複数の電子膨張弁のそれぞれを「標準的な電子膨張弁」に調整可能である。これにより、異なる複数のＥＸＶがそれぞれ異なる弁開度位置を有することにより生じる流量差を低減することができ、同一のＥＸＶの弁開度位置が圧力差に応じて変動しないようにすることができる。さらにまた、システムの圧力差に揺れが生じている場合でも、電子膨張弁の弁開度のズレを低減可能である。これにより、冷凍システムの制御安定性および制御精度の向上が実現される。
【００３０】
図３に示す制御システムの実施の形態において、制御システムはＬＩＮ制御システムであって、信号の送信にローカルインターネットネットワーク（Local Internet Network (LIN)）制御モードを用いる。このＬＩＮ制御システムは、親ノードと複数の子ノードとを有する。この実施の形態において（例えばＨＶＡＣ制御器のような）空調コントローラ６１はＬＩＮ親ノードまたはＬＩＮバスとして働き、ＥＸＶは、それら複数の子ノードの１つとして働く。ＥＸＶの電子制御部６２は、上記中央処理モジュール６２１と、バス信号送受信モジュール（ＬＩＮ送受信モジュール６２２）と、ステッピング駆動制御モジュール６２３と、駆動モジュール６２４と、を備える。電子制御部は、ロータのようなＥＸＶの機械部、ステッピングモータの送信部、またはニードル弁（不図示）の動作を制御するように構成される。具体的には、電子制御部は、ロータの回転を制御可能であり、そのロータの回転によりニードル弁を上下に駆動させる。これにより、ニードル弁の位置を調整して開度を制御することが可能になる。ＥＸＶの開度調整段階において、メモリセルに記憶された弁開度位置情報を獲得することにより、ＥＸＶの受信した目標位置を較正された目標位置に調整可能である。これにより、ＥＸＶの弁開度のズレを低減させ、ＥＸＶが同期外れを起こすリスクを低減させ、ＥＸＶの調整精度を向上させることが可能になるとともに、冷凍システムの制御安定性や制御精度に悪影響を及ぼす可能性のある、長期間使用後のＥＸＶ弁開度の比較的大きなズレを避けることも可能になるという顕著な効果が得られる。
【００３１】
ＬＩＮ送受信モジュール６２２は、検出された信号をＬＩＮバスから中央処理モジュールへと送信する。
【００３２】
中央処理モジュール６２１は、信号を解析して解析結果を得、ＬＩＮ信号送信モジュール１３を用いて、解析結果に対応するフィードバック信号をＬＩＮバスに送信する。
【００３３】
中央処理モジュール６２１は、空調システムの主制御基板から制御情報を受信・解析し、解析したＥＸＶ用の制御信号を駆動制御モジュールへと送信し、ＥＸＶの現在位置情報を記録または記憶し、解析結果に対応するフィードバック信号を、バス送受信モジュールを介してＬＩＮバスへと送信するように構成される。
【００３４】
駆動制御モジュール６２３は、空調コントローラまたは電子制御部の中央処理モジュールから送信された、ＥＸＶを制御するための制御信号を受信し、その制御信号を駆動モジュールへと送信するように構成される。
【００３５】
駆動モジュール６２４は、制御信号の要件を満たす電気信号を電子コイルに与えるように構成される。ここで、制御信号の要件を満たす電気信号は、ニードル弁を動作するように制御可能である。
【００３６】
空調コントローラからＥＸＶに与えられる制御信号は、ＬＩＮ信号である。図５に示すように、ＬＩＮ信号は、少なくとも２ＬＩＮデータバイトを含み、それらのＬＩＮデータバイトはそれぞれ８データビットを含む。目標位置情報は、以下のようにＬＩＮ位置信号により表される。Ｎ番目のバイトの全８ビットと、（Ｎ＋１）番目のバイトの下位２ビット（ビット０およびビット１）は、ＬＩＮ親ノードがＥＸＶに到達を要求する目標位置を表すのに用いられる。「圧力差」信号は、（Ｎ＋１）番目のバイトの上位６ビット（ビット２からビット７）により表される。ここでＮは１以上である。これら２つの信号により、ＬＩＮ親ノードは、ＬＩＮ親ノードが「目標位置」信号および「圧力差」信号を含むＬＩＮ指令フレームをＥＸＶに与える制御ステップを実行する。また、その他のＬＩＮ信号の定義に関しては、ＬＩＮフレームの応答データに含まれる上記２つの信号の定義を参照されたい。
【００３７】
図４に示す空調システムの別の実施の形態では、図３に示す実施の形態とは異なり、ＥＸＶの電子制御部が空調コントローラ６３内に一体的に設けられ得る。
【００３８】
空調コントローラ６３は、空調システムの主制御基板に関する入力情報および／またはセンサ情報を受信し、受信した入力情報および／またはセンサ情報を、空調コントローラに記憶され、ＥＸＶ用にあらかじめ設定された制御プログラム、および／または空調コントローラに記憶されたフィードバック情報と結びつけ、演算により制御信号を取得し、その制御信号を電子制御部６４へと送信するように構成される。フィードバック情報は、空調コントローラのメモリセルに記憶された、初期化完了状態情報と位置情報とを少なくとも有する。
【００３９】
電子制御部６４は、制御信号を、ＥＸＶにより実行可能な電気量へと変換するように構成される。これにより、ＥＸＶはその電気量だけ制御され得る。
【００４０】
空調コントローラには中央処理モジュール６３０が設けられ、ＥＸＶの電子制御部６４には駆動制御モジュール６４１と駆動モジュール６４２とが設けられる。空調コントローラの中央処理モジュールは、入力情報、スイッチ情報、および／またはセンサ情報を受信し、ＥＸＶ用の制御信号を演算により取得し、その制御信号を駆動制御モジュールへと送信し、ＥＸＶの現在位置情報を記録または記憶するように構成される。具体的には、ＥＸＶの開度調整段階において、弁開度位置情報が空調コントローラの中央処理モジュール内に記憶されることで、空調コントローラの中央処理モジュールは自己認識を行うことができ、また、空調コントローラの中央処理モジュールは、上記入力情報または入力信号に従って演算を行うことにより、ＥＸＶについて目標位置のみならず圧力差値を取得することもできる。
【００４１】
この実施の形態では、空調コントローラのメモリセルは、空調コントローラの中央処理モジュール６３０内に一体的に設けられる。空調コントローラ６３は、記憶された弁開度位置情報に従って、あるいはＥＸＶの弁開度位置情報および圧力差値の両方に従って、目標位置を較正された目標位置へと変換し得る。
【００４２】
次に図６ａから図１０ｂを参照する。図６ａ〜図１０ｂは、図３および図４に示される２種類の空調システムにそれぞれ対応する複数の制御方法を図式的に示す。これらの制御方法は、ＥＸＶの弁開度位置を制御する方法を含む。その方法は、ＥＸＶが自らの弁開度位置を獲得する段階と、ＥＸＶの弁開度位置を較正する段階と、を有する。ＥＸＶが自らの弁開度位置を獲得する段階は、ＥＸＶが対応するＬＩＮネットワークに接続される前に実行され得る。電子制御弁は、獲得した弁開度位置情報に従って位置調整を実行し、目標位置値を較正された目標位置値へと調整するように制御される。
【００４３】
この制御方法では、上記空調システムには、或る特定の圧力差における電子膨張弁の弁開度位置情報を検出するように構成された位置検出素子が設けられ、その弁開度位置情報は、その特定の圧力差における電子膨張弁の弁開度位置値である。あるいは、上記空調システムには、異なる複数の設定圧力差における電子膨張弁の対応する複数の弁開度位置値を検出するように構成された位置検出素子が設けられ、それら複数の圧力差値のそれぞれを検出するように構成された圧力検出素子が設けられる。
【００４４】
この制御方法において、上記電子膨張弁に自らの弁開度位置を獲得させる上記制御方法は、
或る特定の圧力差における上記電子膨張弁の弁開度位置値を検出することと、
上記空調システムを用いて、ローカルインターネットネットワーク制御モードまたはコントローラ・ローカルエリアインターネットネットワーク制御モードで、上記弁開度位置値を上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記電子膨張弁の中央処理モジュールのメモリセル、あるいは上記空調システムの中央処理モジュールのメモリセルに上記弁開度位置値を記憶することと、
を含むか、または
上記電子膨張弁に自らの弁開度位置を獲得させる上記制御方法は、
異なる複数の圧力差における上記電子膨張弁の複数の弁開度位置値を検出することと、
ローカルインターネットネットワーク制御モードまたはコントローラ・ローカルエリアインターネットネットワーク制御モードで、上記複数の弁開度位置値のそれぞれと、対応する圧力差情報とを、上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記電子膨張弁の中央処理モジュールのメモリセル、あるいは上記空調システムの中央処理モジュールのメモリセルに、上記複数の弁開度位置値のそれぞれと、上記対応する圧力差情報とを記憶することと、
を含む。
【００４５】
この制御方法において、上記電子膨張弁の上記弁開度位置を較正する上記段階は、
上記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号を有するＬＩＮ指令フレームを上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の値を上記電子膨張弁の記憶装置に記憶することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の上記値を較正された目標位置値に変換することと、
上記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように上記電子膨張弁を制御することと、
を含むか、または
上記電子膨張弁の上記弁開度位置を較正する上記段階は、
上記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号および圧力差信号を有するＬＩＮ指令を上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の値および上記圧力差信号の値を上記電子膨張弁のメモリセルに記憶することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記圧力差信号の上記値に従って、上記目標位置信号の上記値を較正された目標位置値に変換することと、
上記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように上記電子膨張弁を制御することと、
を含む。
【００４６】
上記電子膨張弁の上記弁開度位置を較正する上記段階は、上記空調システムの中央処理モジュールを用いて、検出した現在の圧力差または受信した入力信号に従って実行した計算により、上記電子膨張弁の目標位置を取得することをさらに含む。
【００４７】
具体的には、ＥＸＶを制御する空調システムの制御方法を示す図６（図６ａおよび図６ｂを含む）に示すように、空調コントローラは、ローカルインターネットネットワーク制御モードでＥＸＶと通信する。図３に示す空調システムの第１の実施の形態が、図６には図式的に示される。
【００４８】
図６ａに示されるように、ＥＸＶに自らの弁開度位置を獲得させる段階は、
Ｓ６ａ０１：或る特定の圧力差におけるＥＸＶの弁開度位置値を検出するステップと、
Ｓ６ａ０２：ＬＩＮ指令フレームを介して、検出した弁開度位置値をＥＸＶに送信するステップと、
Ｓ６ａ０３：ＥＸＶを用いて、中央処理モジュールのメモリセルに、受信した弁開度位置値を記憶するステップと、
を含む。
【００４９】
図６ｂに示されるように、ＬＩＮネットワークにおいてＥＸＶの弁開度位置を較正する段階は、
Ｓ６ｂ０１：ＬＩＮ親ノードを用いて、目標位置信号を有する指令フレームをＥＸＶに送信するステップと、
Ｓ６ｂ０２：ＥＸＶを用いて、ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつＥＸＶを用いて、目標位置信号の値を上記メモリセルか、追加要素として設けられた記憶装置ＲＡＭに記憶するステップと、
Ｓ６ｂ０３：ＥＸＶを用いて、上記目標位置信号の上記値を較正された目標位置値に変換するステップと、
Ｓ６ｂ０４：上記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するようにＥＸＶを制御するステップと、
を含む。
【００５０】
図３に示す空調システムの第２の実施の形態を図式的に示す図７（図７ａおよび図７ｂを含む）に示されるように、図７の実施の形態が図６に示す制御方法と比べて改善された点は、ＥＸＶが異なる複数の圧力差において、対応する複数の弁開度位置値を記憶すること、またそれに応じて、ＬＩＮ親ノードからＥＸＶに送信されたＬＩＮ指令フレームには圧力差信号が追加されることである。これにより、ＥＸＶの弁開度位置を、広範な作動圧力差範囲内で調整することが容易になる。
【００５１】
図７ａに示されるように、この実施の形態では、ＥＸＶに自らの弁開度位置を獲得させる段階は、
Ｓ７ａ０１：異なる複数の圧力差におけるＥＸＶの複数の弁開度位置値を検出するステップと、
Ｓ７ａ０２：ＬＩＮ指令フレームを介して、複数の弁開度位置値のそれぞれと、対応する圧力差情報とを、ＥＸＶに送信するステップと、
Ｓ７ａ０３：ＥＸＶを用いて、受信した複数の弁開度位置値と、対応する圧力差情報とを中央処理モジュールのメモリセルに記憶するステップと、
を含む。
【００５２】
図７ｂに示されるように、この実施の形態では、ＬＩＮネットワークにおいてＥＸＶの弁開度位置を較正する段階は、
Ｓ７ｂ０１：ＬＩＮ親ノードを用いて、目標位置信号および圧力差信号を有する指令フレームをＥＸＶに送信するステップと、
Ｓ７ｂ０２：ＥＸＶを用いて、ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつＥＸＶを用いて、目標位置信号の値および圧力差信号の値をＲＡＭに記憶するステップと、
Ｓ７ｂ０３：ＥＸＶを用いて、圧力差信号の値に従って、上記目標位置信号の上記値を較正された目標位置値に変換するステップと、
Ｓ７ｂ０４：上記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するようにＥＸＶを制御するステップと、
を含む。
【００５３】
図３に示す空調システムの第３の実施の形態を図式的に示す図８（図８ａおよび図８ｂを含む）に示される制御方法では、ＥＸＶ自体が、或る特定の圧力差における弁開度位置値を記憶し、その弁開度位置値は、ＥＸＶが位置するシステムのＬＩＮ親ノードによりあらかじめ記憶された弁開度位置値と、その圧力差との間の機能的関係と結びつけられるか、またはＥＸＶに送信される目標位置が、その圧力差情報にしたがって調整されても良い。したがって、弁開度位置値が全圧力差範囲で調整されるという効果は、図７に示されるＬＩＮ圧力差信号を加えなくても同様に達成可能である。
【００５４】
図８ａに示されるように、この実施の形態では、ＥＸＶに自らの弁開度位置を獲得させる段階は、
Ｓ８ａ０１：或る特定の圧力差におけるＥＸＶの弁開度位置値を検出するステップと、
Ｓ８ａ０２：ＬＩＮ指令フレームを介して、上記弁開度位置値をＥＸＶに送信するステップと、
Ｓ８ａ０３：ＥＸＶを用いて、受信した弁開度位置値を中央処理モジュールのメモリセルに記憶するステップと、
を含む。
【００５５】
図８ｂに示されるように、この実施の形態では、ＬＩＮネットワークにおいてＥＸＶの弁開度位置を較正する段階は、
Ｓ８ｂ０１：ＬＩＮ親ノードを用いて、ＥＸＶの圧力差を検出するステップと、
Ｓ８ｂ０２：ＬＩＮ親ノードを用いて、ＥＸＶに送信されるべき目標位置値を上記圧力差に従って調整し、調整された目標位置値を得るステップと、
Ｓ８ｂ０３：ＬＩＮ親ノードを用いて、目標位置信号を有するＬＩＮ指令フレームをＥＸＶに送信するステップと、
Ｓ８ｂ０４：ＥＸＶを用いて、ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつＥＸＶを用いて、目標位置信号の値をＲＡＭに記憶するステップと、
Ｓ８ｂ０５：ＥＸＶを用いて、上記目標位置信号の上記値を較正された目標位置値に変換するステップと、
Ｓ８ｂ０６：上記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するようにＥＸＶを制御するステップと、
を含む。
【００５６】
なお図８に示す実施の形態では、或る特定の圧力差の値を例えば３Ｍｐａとし、検出された弁開度位置の値を例えば２２ハーフステップとして、詳細に説明しているが、特定の圧力差の値は３ＭＰａに限定されるわけではない。
【００５７】
この実施の形態では、ＥＸＶに自らの弁開度位置を獲得させる段階は、
上記圧力差３Ｍｐａにおける弁開度位置を２２ハーフステップであると検出するステップと、
ＬＩＮ指令を介して、上記弁開度位置値をＥＸＶに送信するステップと、
ＥＸＶを用いて、上記弁開度位置値をＥＸＶのメモリセルに記憶するステップと、
を含む。
【００５８】
また、ＥＸＶの弁開度位置を較正する段階は、
ＬＩＮ親ノードにより検出された、ＥＸＶの圧力差が５Ｍｐａであると仮定するステップと、
現在の圧力差は実際に５Ｍｐａであるため、ＬＩＮ親ノードにより元々要求されたとおり、ＥＸＶの到達すべき目標位置は１０２ハーフステップであると仮定し、現在の実際の圧力差を、その圧力差と、空調システムによりあらかじめ記憶された弁開度位置値との間の機能的関係に結び付け、目標位置を１０７ハーフステップにあらかじめ調整することにより、弁開度がずれる可能性をさらに低減させるステップと、
ＬＩＮ親ノードを用いて、ＬＩＮ指令フレームをＥＸＶに送信するステップであって、上記目標位置信号の値は１０７である、ステップと、
ＥＸＶを用いて、ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつＥＸＶを用いて、目標位置信号の値をＲＡＭに記憶するステップと、
ＥＸＶを用いて、上記目標位置信号の上記値を、あらかじめ記憶された弁開度位置値である２２ハーフステップと結びつけ、かつＥＸＶを用い、以下の式
ＥＸＶの較正された目標位置Ｓ＝（ＬＩＮ目標位置信号の値−基準弁開度位置値）＋ＥＸＶの弁開度位置値
に従って元々の目標位置を変換するステップと、
を含む。
【００５９】
上記パラメータは、この式に従って計算され、較正された目標位置値Ｓは９７ハーフステップとなる。すなわち、ＥＸＶが９７ハーフステップの位置に移動するとき、対応する流量は、１０２ハーフステップを取る標準的なＥＸＶの流量と等価となる。これにより、元々の目標位置に従ってＥＸＶに対して流量調整を行う際に生じ得る、流量の比較的大きなズレを防止する。
【００６０】
このような位置変換により、ＥＸＶは、ＬＩＮ親ノードから送信されたＬＩＮ指令フレームに含まれる目標位置信号のもつ値と実質的に同じだけ開く。ＥＸＶは、例えば、３２ハーフステップだけ開く。したがって、ＥＸＶを制御する観点からすると、弁開度にズレが生じているＥＸＶは、標準的な電子膨張弁に較正される。
【００６１】
図４に示す空調システムの一実施の形態を図式的に示す図９（図９ａおよび図９ｂを含む）に示される制御方法では、ＥＸＶの電子制御部は、空調コントローラ６３内に一体的に設けられ得る。その場合、ＥＸＶの電子制御部は、ＬＩＮ子ノードとして独立して設けられることはない。
【００６２】
図９ａに示されるように、この実施の形態では、ＥＸＶに自らの弁開度位置を獲得させる段階は、
Ｓ９ａ０１：或る特定の圧力差において、ＥＸＶの電子制御部と整合する、弁本体の弁開度位置値を検出するステップと、
Ｓ９ａ０２：上記検出された弁開度位置値をＬＩＮ指令フレームまたはＣＡＮフレームを介してＥＸＶに送信するステップと、
Ｓ９ａ０３：ＥＸＶを用いて、受信した弁開度位置値を自動車用空調機の中央処理モジュール内のメモリセルに記憶するステップと、
を含む。
【００６３】
図９ｂに示されるように、この実施の形態では、ＥＸＶの弁開度位置を較正する段階は、
Ｓ９ｂ０１：空調機の中央処理モジュール３２を用いて、スイッチ情報、センサ情報等の入力情報を受信するステップと、
Ｓ９ｂ０２：空調機の中央処理モジュール３２を用いて、ＥＸＶが到達することを要求される目標位置を計算により求めるステップと、
Ｓ９ｂ０３：空調機の中央処理モジュール３２を用い、上記弁開度位置に従って、上記目標位置を較正された目標位置に変換するステップと、
Ｓ９ｂ０４：空調機の中央処理モジュール３２を用い、上記較正された目標位置に従って、ステッピング駆動制御モジュールを制御し、ＥＸＶのニードル弁を対応する位置に移動するように駆動するステップと、
を含む。
【００６４】
図４に示す空調システムの別の実施の形態を図式的に示す図１０（図１０ａおよび図１０ｂを含む）に示される制御方法によれば、図９に示される制御方法と比べて、圧力差のもたらす影響をさらに緩和することができる。
【００６５】
図１０ａに示されるように、この実施の形態では、ＥＸＶに自らの弁開度位置を獲得させる段階は、
Ｓ１０ａ０１：異なる複数の圧力差において、ＥＸＶの電子制御部と整合する弁本体の複数の弁開度位置値を検出するステップと、
Ｓ１０ａ０２：上記複数の弁開度位置値のそれぞれ、および対応する複数の圧力差値をＬＩＮ指令フレームまたはＣＡＮフレームを介してＥＸＶに送信するステップと、
Ｓ１０ａ０３：ＥＸＶを用いて、受信した複数の弁開度位置値および対応する複数の圧力差値を、自動車用空調機の中央処理モジュール内のメモリセルに記憶するステップと、
を含む。
【００６６】
図１０ｂに示されるように、この実施の形態では、ＥＸＶの弁開度位置を較正する段階は、
Ｓ１０ｂ０１：空調機の中央処理モジュールを用いて、スイッチ情報、センサ情報等の入力情報を受信するステップと、
Ｓ１０ｂ０２：空調機の中央処理モジュールを用いて、ＥＸＶが到達することを要求される目標位置を計算により求めるステップと、
Ｓ１０ｂ０３：空調機の中央処理モジュールを用い、ＥＸＶの圧力差値を獲得するステップと、
Ｓ１０ｂ０４：空調機の中央処理モジュールを用い、上記弁開度位置および上記圧力差値に従って、上記目標位置を較正された目標位置に変換するステップと、
Ｓ１０ｂ０５：空調機の中央処理モジュールを用い、上記較正された目標位置に従って、ステッピング駆動制御モジュールを制御し、ＥＸＶのニードル弁を対応する位置に移動するように駆動するステップと、
を含む。
【００６７】
本願によれば、電子膨張弁の弁開度位置調整を制御することにより、目標位置を較正された目標位置へと変換し、異なる複数の圧力差における電子膨張弁の弁開度のズレを低減させ、および／またはシステムに含まれる異なる複数の電子膨張弁間の弁開度位置のズレを低減させる。これにより、上記電子膨張弁を、構造の変更を伴うことなく、標準的な電子膨張弁に調整することが可能になる。その結果、冷媒系における流量曲線の均一性向上が実現される。また、弁開度のズレを低減させる、または排除するために機械的な構造設計を用いる解決手段に比べて、本願によれば、製造および組み立て技術のもたらすコストをさらに低減することも可能となる。
【００６８】
以上に述べた実施の形態は、本願の好ましい実施の形態にすぎず、いかなる意味でも本願の範囲を限定するものではない。また本願は、以上に好ましい実施の形態のかたちで開示されたが、本願はそれらの好ましい実施の形態に限定されるわけではない。以上に開示した方法および技術内容を用いて、本願により提供された技術的解決手段の範囲を超えることなく、それらの技術的解決手段に対して様々な変更・改変・等価な置き換えを施すことは、当業者には容易である。したがって、本願の技術的本質に基づき、本願により提供される技術的解決手段の内容から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対して、様々なかたちで単純な改変を施し、等価な置き換え・変更を行うことはすべて、本願により提供される技術的解決手段の権利保護範囲内に入るものである。
【図１】
2019510190.tif 000003
【図２】
2019510190.tif 000004
【図３】
2019510190.tif 000005
【図４】
2019510190.tif 000006
【図５】
2019510190.tif 000007
【図６ａ】
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【図６ｂ】
2019510190.tif 000009
【図７ａ】
2019510190.tif 000010
【図７ｂ】
2019510190.tif 000011
【図８ａ】
2019510190.tif 000012
【図８ｂ】
2019510190.tif 000013
【図９ａ】
2019510190.tif 000014
【図９ｂ】
2019510190.tif 000015
【図１０ａ】
2019510190.tif 000016
【図１０ｂ】
2019510190.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月10日(2018.12.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
ある実施の形態では、上記空調システムは、熱換気空調システムである。上記空調システムは第３電子膨張弁と冷却器とをさらに備える。上記第３電子膨張弁および上記冷却器は、上記第１熱交換器の上記出口と上記圧縮機の上記吸入口との間に配置される。上記冷却器は上記第１蒸発器および上記第２蒸発器と並列に配置される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
別の実施の形態では、上記電子膨張弁の上記弁開度位置を較正する上記段階は、
上記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号を有するＬＩＮ指令フレームを上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の値を上記電子膨張弁の記憶装置に記憶することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の上記値を較正された目標位置値に変換することと、
上記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように上記電子膨張弁を制御することと、
を含むか、または
上記電子膨張弁の上記弁開度位置を較正する上記段階は、
上記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号および圧力差信号を有するＬＩＮ指令フレームを上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の値および上記圧力差信号の値を上記電子膨張弁のメモリセルに記憶することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記圧力差信号の上記値に従って、上記目標位置信号の上記値を較正された目標位置値に変換することと、
上記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように上記電子膨張弁を制御することと、
を含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
空調コントローラからＥＸＶに与えられる制御信号は、ＬＩＮ信号である。図５に示すように、ＬＩＮ信号は、少なくとも２ＬＩＮデータバイトを含み、それらのＬＩＮデータバイトはそれぞれ８データビットを含む。目標位置情報は、以下のようにＬＩＮ位置信号により表される。Ｎ番目のバイトの全８ビットと、（Ｎ＋１）番目のバイトの下位２ビット（ビット０およびビット１）は、ＬＩＮ親ノードがＥＸＶに到達を要求する目標位置を表すのに用いられる。「圧力差」信号は、（Ｎ＋１）番目のバイトの上位６ビット（ビット２からビット７）により表される。ここでＮは１以上である。これら２つの信号により、ＬＩＮ親ノードは、ＬＩＮ親ノードが「目標位置」信号および「圧力差」信号を含むＬＩＮ指令フレームをＥＸＶに与える制御ステップを実行する。また、その他のＬＩＮ信号の定義に関しては、ＬＩＮ指令フレームの応答データに含まれる上記２つの信号の定義を参照されたい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
この制御方法において、上記電子膨張弁の上記弁開度位置を較正する上記段階は、
上記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号を有するＬＩＮ指令フレームを上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の値を上記電子膨張弁の記憶装置に記憶することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の上記値を較正された目標位置値に変換することと、
上記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように上記電子膨張弁を制御することと、
を含むか、または
上記電子膨張弁の上記弁開度位置を較正する上記段階は、
上記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号および圧力差信号を有するＬＩＮ指令フレームを上記電子膨張弁に送信することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ上記電子膨張弁を用いて、上記目標位置信号の値および上記圧力差信号の値を上記電子膨張弁のメモリセルに記憶することと、
上記電子膨張弁を用いて、上記圧力差信号の上記値に従って、上記目標位置信号の上記値を較正された目標位置値に変換することと、
上記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように上記電子膨張弁を制御することと、
を含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
この実施の形態では、ＥＸＶに自らの弁開度位置を獲得させる段階は、
上記圧力差３Ｍｐａにおける弁開度位置を２２ハーフステップであると検出するステップと、
ＬＩＮ指令フレームを介して、上記弁開度位置値をＥＸＶに送信するステップと、
ＥＸＶを用いて、上記弁開度位置値をＥＸＶのメモリセルに記憶するステップと、
を含む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
図９ｂに示されるように、この実施の形態では、ＥＸＶの弁開度位置を較正する段階は、
Ｓ９ｂ０１：空調機の中央処理モジュール６２１、６３０を用いて、スイッチ情報、センサ情報等の入力情報を受信するステップと、
Ｓ９ｂ０２：空調機の中央処理モジュール６２１、６３０を用いて、ＥＸＶが到達することを要求される目標位置を計算により求めるステップと、
Ｓ９ｂ０３：空調機の中央処理モジュール６２１、６３０を用い、上記弁開度位置に従って、上記目標位置を較正された目標位置に変換するステップと、
Ｓ９ｂ０４：空調機の中央処理モジュール６２１、６３０を用い、上記較正された目標位置に従って、ステッピング駆動制御モジュールを制御し、ＥＸＶのニードル弁を対応する位置に移動するように駆動するステップと、
を含む。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記空調システムは、熱換気空調システムであって、前記空調システムは第３電子膨張弁と冷却器とをさらに備えており、前記第３電子膨張弁および前記冷却器は、前記第１熱交換器の前記出口と前記圧縮機の前記吸入口との間に配置され、前記冷却器は前記第１蒸発器および前記第２蒸発器と並列に配置される、請求項１に記載の空調システム。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
前記電子膨張弁の前記弁開度位置を較正する前記段階は、
前記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号を有するＬＩＮ指令フレームを前記電子膨張弁に送信することと、
前記電子膨張弁を用いて、前記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ前記電子膨張弁を用いて、前記目標位置信号の値を前記電子膨張弁の記憶装置に記憶することと、
前記電子膨張弁を用いて、前記目標位置信号の前記値を較正された目標位置値に変換することと、
前記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように前記電子膨張弁を制御することと、
を含むか、または
前記電子膨張弁の前記弁開度位置を較正する前記段階は、
前記空調システムの中央処理モジュールを用いて、目標位置信号および圧力差信号を有するＬＩＮ指令フレームを前記電子膨張弁に送信することと、
前記電子膨張弁を用いて、前記ＬＩＮ指令フレームを受信し、かつ前記電子膨張弁を用いて、前記目標位置信号の値および前記圧力差信号の値を前記電子膨張弁のメモリセルに記憶することと、
前記電子膨張弁を用いて、前記圧力差信号の前記値に従って、前記目標位置信号の前記値を較正された目標位置値に変換することと、
前記較正された目標位置値に従って、対応する位置へと移動するように前記電子膨張弁を制御することと、
を含む、請求項９から１１のいずれか１つに記載の空調システム用の制御方法。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９ｂ】
2019510190.tif 000018
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０ｂ】
2019510190.tif 000019
【国際調査報告】
2019510190.tif 000020
2019510190.tif 000021
2019510190.tif 000022
2019510190.tif 000023